Sårbare grundvandsdannende områder

Afgrænsning af sårbare grundvandsdannende områder er baseret på tredimensionel beregning af grundvandsdannelse, også kaldt for 3D-grundvandsdannelse – hvor mængden af nydannet grundvand og transporttid til almene vandværkers indvindingsfiltre beregnes.

Til denne kortlægning anvendes grundvandsmodeller, der er udviklet som del af den nationale grundvandskortlægning. Disse modeller bygger på eksisterende data og den bedst tilgængelige viden. De er kalibreret for at give det mest præcise billede af, hvordan det hydrologiske system fungerer. Modellerne betegnes som reference-modeller.

For at sikre robuste beregninger inddrages usikkerheder i de hydrologiske parametre, der indgår i modellerne, klimascenarier og andre relevante faktorer.

Til dette formål genereres forskellige modeller, også kaldet stokastiske modeller. Stokastiske modelkørsler består af simuleringer med varierende realistiske parameterværdier, som anvendes til at belyse usikkerheder og variationer i modellen. Antallet og typen af stokastiske modelberegninger afhænger af det specifikke modelområde, antallet af følsomme parametre samt klimascenarier og andre relevante faktorer.

I forbindelse med pilotprojektet på Fyn blev det vurderet nødvendigt at udvikle og anvende 79 forskellige stokastiske modeller for at sikre en robust kortlægning af de sårbare grundvandsdannende områder.

For at sikre en robust identifikation af de sårbare grundvandsdannende områder, anvendes gennemsnittet af resultaterne af mange opsætninger af grundvandsmodellen (reference- og stokastiske modeller). Fra modellerne anvendes gennemsnittet af minimumstransporttiderne (omtales transporttiden) og den gennemsnitlige 3D grundvandsdannelse (omtales grundvandsdannelsen). Der er i denne kontekst valgt minimumstransporttiden, for at sikre robusthed samt med det formål at identificere ”den hurtigste vej for vandet”.

Der kan i vejledningerne og procedurerne længere nede på siden læses mere om processen og metodikken bag de stokastiske modelberegninger.

En procedure for beregning af 3D-grundvandsdannelse er under udarbejdelse. Udviklingen af proceduren tager afsæt i resultater og erfaringer fra pilotprojektet ved Mølleåen, som er beskrevet i rapporten Mølleåen - 3D Grundvandsdannelse: Følsomhedsanalyse Stokastiske beregninger. Proceduren skal understøtte en mere systematisk og robust tilgang til modellering af grundvandsdannelsen.

Grundvandsdannelse finder sted næsten overalt, men mængden og transporttiden for det infiltrerede vand til grundvandsmagasinerne og de almene vandforsyningers indvindingsboringer varierer. Derfor er der truffet en politisk beslutning om at fokusere på de arealer, hvor der med høj sikkerhed sker væsentlig grundvandsdannelse, og hvor transporttiden til de almene vandværkers boringer er kort.

Sårbare grundvandsdannende områder omfatter således de arealer inden for indvindingsoplandene, hvor der sker en betydelig grundvandsdannelse af relativt ungt vand fra terræn til de almene vandforsyningers indvindingsboringer. Dette betyder dog, at der foregår grundvandsdannelse til vandforsyningernes boringer uden for sårbare grundvandsdannende områder, men at den foregår under forhold, der ikke opfylder det politisk fastsatte afgrænsningskriterium.

Kriterierne, der skal identificere de sårbare grundvandsdannende områder er baseret på transporttid, mængde af grundvandsdannelse samt sandsynlighed for grundvandsdannelse.

Afskæringskriteriet beror på foreningsmængden af hhv. faste kriterier og relative kriterier.

"De faste kriterier"  benytter sig af absolutte afskæringsværdier for transporttiden.

"De relative kriterier"  benytter sig af procentvise fraktiler af både transporttiden og grundvandsdannelsen.

Årsagen bag "de absolutte kriterier"  er at lokalisere de områder med den absolut korteste transporttid.

Ved at kombinere "de faste kriterier" og "de relative kriterier" introduceres størst mulig robusthed i klassificeringen. 

Afskæringskriteriet for det faste og relative kriterie klassificeres i "Lille", "Nogen" og "Stor".

De sårbare grundvandsdannende områder udgør foreningsmængden af de arealer, der er klassificeret til "Nogen" og "Stor" på baggrund af "de faste kriterier" og "de relative kriterier". Dette omtales som SGO-reglen. De faste og relative kriterier kan ses på FIGUR 1 og FIGUR 2.

I vejledningerne og procedurerne herunder kan der læses mere om processen og metodikken bag afskæringskriterierne.

I forundersøgelsen til den endelige metode er der lavet undersøgelser af det hydrologiske, geologiske og geokemiske grundlag for at identificere sårbare grundvandsdannende områder gennem inddragelse af data og tests. Arbejdet er udført med udgangspunkt i Miljøstyrelsens eksisterende grundvandskortlægning, som i forvejen inkluderer indsamling af data og opsætning af modeller.

Forskningen har vist, at det ikke er muligt at afgrænse områder ud fra stoftransport. Derfor må det lægges til grund, at områder, hvor der dannes meget grundvand med kort transporttid fra overfladen til indvindingsboringer, vil være relevante at inddrage i projektet.

Projektet skal:

1. identificere områder med betydende grundvandsdannelse

2. øge robustheden af den beregnede grundvandsdannelse ved identificering af betydende usikkerheder ved modelberegningerne samt undersøgelse af mulighederne for kvantificering af disse eller på anden måde at håndtere de identificerede modelusikkerheder

3. vurdere hvorvidt øvrige geologiske, grundvandskemiske og geofysiske data eller anden relevant viden kan bidrage til identificering af områder med behov for målrettet grundvandsbeskyttelse

4. teste modeller, metoder og data på Fyn.

Der lægges vægt på, at sårbare grundvandsdannende områder identificeres på et fagligt robust, transparent, ensartet og veldokumenteret grundlag.

I udviklingsprocessen var der behov for en række test. Der er derfor elementer, som Miljøstyrelsen i projektets opstartsfase har fundet relevante, men som på baggrund af test har vist sig ikke at have den forventede anvendelighed eller ikke kunne implementeres inden for de tildelte ressourcer. Disse indgår derfor ikke i det endelige koncept.

En række undersøgelser til udvikling af metoden er lavet i forbindelse med pilotprojektet på Fyn i 2023-2024, i samarbejde med rådgiverne NIRAS, Rambøll, COWI og GEO samt GEUS (tabel 1).

Metodeudvikling

Udgangspunktet for konceptudvikling var en analyse af eksisterende grundvandsspecifikke data. Dette for at undersøge mulighederne for at kombinere en lang række data og parametre i en ’multikriterie beslutningsanalyse’ eller også kaldt overlapsanalyse.

Denne metodik er inspireret af et koncept udviklet i 1987 af USGS (United States Geological Survey), kaldet DRASTIC. Metoden blev udviklet i et forsøg på at tilrettelægge en systematisk ramme for at vurdere sårbarheden af grundvandet, og identificere potentielle risikoområder med behov for målrettet grundvandsbeskyttelse. DRASTIC er et akronym for 7 parametre vigtige for grundvandets beskyttelse (Depth to Water, Recharge, Aquifer media, Soil media, Topography, Impact of vadose zone, and Conductivity), der igennem en overlapsanalyse rangeres og vægtes til et kombineret fladekort, som markerer sårbarheden af grundvandet.

Resultatkørslerne viste nogle interesseområder, der kunne indikere områder, hvor grundvandet er særligt sårbart uanset vægtning af parametre og pointtildeling af parametrenes værdier. Metoden er anvendelig, men den er ikke transparent, og den baseres på subjektive valg og ikke fagligt baserede valg af parametrenes vægtning og pointgivning af parametrenes værdier. Læs mere om samtolkning af data og multikriterie beslutningsanalysen i denne rapport.

På baggrund af ovenstående blev der truffet beslutning om kun at anvende 3D-grundvandsdannelse med fokus på at øge robustheden i form af geologisk og hydrologisk usikkerhed, samt anvendelse af grundvandskemi som verifikation af 3D-grundvandsdannelsen.

Samtidig blev det besluttet at have fokus på at øge robustheden af den fremtidige grundvandskortlægning ved at udvikle værktøj der automatisk kan indikere om data som boringsbeskrivelser og geofysik er godt eller dårligt tilpasset den geologiske- eller hydrostratigrafiske tolkning.

Endvidere skal modellerne i højere grad have fokus på grundvandsdannelsen fra terræn, hvorfor de geofysiske metoders styrker og svagheder også er belyst i nærværende projekt.

I tabel 1 fremgår de emner, der er belyst. Nogle af emnerne fremgår af offentliggjorte rapporter og nogle emner er behandlet i interne dokumenter, som testes i de kommende kortlægninger af sårbare grundvandsdannende. Når testene er færdige, offentliggøres rapporterne.

Nogle af undersøgelserne danner grundlag for metoden, andre til at sikre en mere robust kortlægning af sårbare grundvandsdannende områder. Desuden er der enkelte undersøgelser som Kvantitativ modellering af geologisk usikkerhed koblet med Beregning af grundvandsdannelse for alternative geologiske modeller, som har vist sig ikke at være brugbare i denne kontekst. Der arbejdes videre på udvikling af metoder til at belyse den geologiske usikkerhed.

Efterfølgende er der en kort beskrivelse af formålet med undersøgelserne og resultaterne.

Beregning af grundvandsdannelse med MIKE SHE

Formålet med undersøgelsen er at se nærmere på mulighederne og begrænsningerne ved beregning af 3D-grundvandsdannelse med MIKE SHE-modelsystemet, med henblik på at identificere potentielle forbedringer i de traditionelt anvendte metoder.

Der er undersøgt to metoder til beregning af 3D-grundvandsdannelse:

• Metode A: Partikeludlægning en gang efterfulgt af omregning ved hjælp af vandflux
• Metode B: Partikeludlægning over en årrække, hvor nedbør fungerer som kilde

Resultaterne viser, at begge metoder resulterer i den samme overordnede struktur i fordelingen af 3D-grundvandsdannelsen. Dog er størrelsen af grundvandsdannelsen ikke helt ens, idet metode B generelt resulterer i en større grundvandsdannelse.

Evaluering og vurdering af metoderne. På baggrund af evalueringen vurderes det at metode A er mere robust end metode B.

Partikelresultaterne for metode A er ensartede, uafhængigt af partikelplaceringen i de to øverste lag og uafhængigt af antallet af startpartikler (f.eks. 25 eller 50) i hver modelcelle. Det afgørende for metode A er valget af fladen for den terrænnære grundvandsdannelse, som anvendes til multiplikation ved beregning af 3D-grundvandsdannelsen.

I modsætning hertil er resultaterne fra metode B mindre robuste, da de er meget afhængige af antallet af tilførte partikler under simuleringen. Simuleringstiderne for metode B er også betydeligt længere, når der skal opnås et robust resultat. Metode A vurderes derfor som mere operationel.

På baggrund af den rapport anbefales metode A med udlægning af partikler i bunden af lag 1.

Resultaterne er anvendt til identificering af de sårbare grundvandsdannende områder på Fyn.

Beregning af 3D grundvandsdannelse med MIKE SHE

Mølleåen 3D Grundvandsdannelse Følsomhedsanalyse Stokastiske beregninger

Formålet med undersøgelsen er at beregne 3D-grundvandsdannelse for Mølleå-kortlægningen og herunder at undersøge mulighederne og begrænsningerne ved at beregne 3D-grundvandsdannelse ved brug af MIKE SHE modelsystemet. Rapporten er ligeledes skrevet med det formål at beskrive processen.

Resultater for Mølleåkortlægningen fremgår af rapporten.

Evaluering og vurdering af metoden. Den beskrevne arbejdsproces og er særdeles velbeskrevet og den kan derfor anvendes i det videre arbejde med at beskrive en procedure. Resultaterne af modelberegningerne bidrager til en mere præcis forståelse af MIKE SHE modelsystemet og kan bruges til at forbedre beregning af 3D-grundvandsdannelse.

Mølleåen 3D Grundvandsdannelse Følsomhedsanalyse Stokastiske beregninger

Stokastiske partikelbaneberegninger

Formålet med undersøgelsen er at undersøge, hvor følsomme modellens resultater er over for de parameterværdier, der er anvendt i modelarbejdet. Fokus ligger på at vurdere, hvordan ændringer i de inputparametre, der anvendes i grundvandsmodellerne, påvirker resultaterne af de stokastiske partikelbaneberegninger.

Resultaterne viser, at de områder, der er beregnet til at bidrage med grundvandsdannelse i reference-modellen til et givet magasin, generelt er ret sikre. Selv ved ændrede egenskaber er der stadig grundvandsdannelse fra terræn i de samme celler/områder, selvom mængden af grundvandsdannelse kan variere. Når der derimod ses på grundvandsdannelse til indvindingsboringer, viser resultaterne en større spredning. Det betyder, at egenskaberne har større betydning, når man beregner grundvandsdannelsen til en boring end når det drejer sig om et magasin.

Resultaterne af dette delprojekt bidrager til at identificere de sårbare grundvandsdannende områder. Fremadrettet bør der overvejes, hvilke andre parametre der er relevante at inkludere i usikkerhedsanalysen. I dette projekt har fokus primært været på de traditionelle parametre som hydraulisk ledningsevne for magasin og dæklag, der indgår i kalibreringen. Der er også udført enkelte kørsler med alternative klimadata. Set ud fra delprojektets resultater, som indikerer, at klima og indvinding har væsentlig betydning for grundvandsdannelsen, er det relevant at undersøge, hvordan disse faktorer bedst kan repræsenteres i usikkerhedsanalysen.

Stokastiske partikelbaneberegninger

Usikkerhed i grundvandsmodelberegning

Formålet med undersøgelsen er at belyse, hvilke valg af parametre og modelopsætning i den nuværende praksis, der potentielt kan påvirke grundvandsdannelsen. Dette er især relevant, da grundvandsdannelse ikke tidligere har været hovedformålet i forhold til modelopsætningen.

For at opnå indsigt i disse forhold blev der afholdt en workshop med henblik på at identificere de aspekter af den nuværende praksis, som kan have betydning for grundvandsdannelsen. Der blev også diskuteret mulige strategier for at undersøge deres betydning yderligere.

Workshoppen blev afholdt med en bred gruppe af erfarne modellører, der repræsenterer rådgivere, som har en kontrakt med Miljøstyrelsen, og som har udarbejdet flere grundvandsmodeller for Miljøstyrelsen.

De væsentligste konklusioner fra projektet viser, at faktorer som klima og indvinding bør inddrages i usikkerhedsanalyser, da disse input har stor betydning for både størrelsen og fordelingen af grundvandsdannelsen. Der er desuden identificeret udfordringer i forhold til kvaliteten af de klimadata, som modtages fra DMI, og dette bør følges op på. Derudover er parameteriseringen af de overfladenære processer, som i høj grad genbruges fra GEUS’ DK-modelarbejde, et område, hvor det er relevant for Miljøstyrelsen at opnå et bedre overblik over de valg og det arbejde, GEUS har udført på dette felt.

Miljøstyrelsen, rådgiverne og GEUS fortsætter arbejdet med at designe et koncept, der sikrer en større robusthed i modelberegningerne.

Usikkerheder i grundvandsmodelberegninger

Kvantitativ modellering af geologisk usikkerhed og betydning for grundvandsdannelse

Formålet med dette delprojekt var at undersøge den geologiske usikkerheds betydning for grundvandsdannelsen og dermed vurdere, om denne er robust ift. alternative geologiske tolkninger. Til at undersøge dette blev GEUS bedt om at beregne 100 alternative geologiske modeller for hele Fyn ved brug af GDM (Geology-Driven-Modelling) metoden, der blev publiceret af GEUS i 2022.

GDM-metoden er baseret på en omfattende statistisk analyse af datagrundlaget for kortlægningen samt en vurdering af den geologiske kompleksitet og kvaliteten af de tidligere kortlægninger af Fyn.

Oprindeligt var det hensigten at beregne og analysere grundvandsdannelsen for alle 100 geologiske modeller, men på grund af Fynmodellens anselige størrelse og de begrænsede computerressourcer til grundvandsmodellering, var det ikke praktisk muligt at gennemføre. I stedet blev GEUS bedt om at udvikle et udvælgelseskoncept, der kunne beregne grundvandsdannelsen for et mindre antal geologiske realisationer, som er indbyrdes forskellige og derved bedst repræsenterer hele udfaldsrummet. GEUS udvalgte seks realisationer baseret på en attributanalyse af de geologiske forhold.

Rådgiver NIRAS udvalgte 10 realisationer på baggrund af den rumlige fordeling af den vertikale flux til magasinerne, efter implementeringen af de 100 geologiske realisationer i grundvandsmodellen. Disse realisationer blev udvalgt med henblik på at opnå så stor variation som muligt blandt de 100 modeller, og dermed få den bedste repræsentation af usikkerheden.

Grundvandsdannelsen til hvert magasin blev beregnet og analyseret for i alt 16 udvalgte alternative geologiske modelle.

Resultaterne viser generelt en høj sandsynlighed for grundvandsdannelse i de samme områder som i reference-modellen. Dog ses der for de tynde magasinlag også store områder med høj sandsynlighed for grundvandsdannelse, hvor der ikke er registreret grundvandsdannelse i reference-modellen.

Dette kan forklares ved, at GDM realisationerne har en tendens til at skabe magasinlag, hvor der i reference-modellen er tolket ler oven på ler. Når sandsynlighederne, beregnet ud fra de realisationer, som GEUS og NIRAS har udvalgt, sammenlignes, ses der en indikation af, at NIRAS’ udvælgelse, som er baseret på hydrologiske faktorer, giver den største spredning og dermed den bedste repræsentation af usikkerheden.

Igennem projektet blev det belyst, at der er flere udfordringer forbundet med den valgte tilgang til at belyse geologisk usikkerhed. På baggrund af disse udfordringer er det besluttet ikke at anvende beregningsresultaterne i det nuværende koncept for sårbare grundvandsdannende områder.

Der er dog ingen tvivl om, at den geologiske tolkning har potentiel stor betydning for de resultater, der produceres af den hydrologiske model. Derfor er det klart, at det er relevant at fortsætte arbejdet med at undersøge, hvordan man i grundvandskortlægningen kan belyse betydningen af alternative geologiske modeller.

En mulighed er, at GDM-metoden kan anvendes i en modificeret version. Fordelen ved denne metode er, at den nemt og med begrænsede ressourcer kan generere mange alternative geologiske modeller. Ulempen er dog, at metodikken er tæt knyttet til geologernes tolkninger i reference-modellen, hvilket betyder, at den ikke nødvendigvis er optimal til at belyse reelle alternative magasinsammenhænge.

Uanset hvilken fremtidig metodik, der anvendes til alternative geologiske tolkninger, er det vigtigt at overveje, hvordan disse tolkninger integreres i det hydrologiske arbejde.

Kvantitativ modellering af geologisk usikkerhed

Beregning af grundvandsdannelse for alternative geologiske modeller

Geologisk tolknings tilpasning til data – automatiseret

Formålet med dette delprojekt er at udvikle et værktøj, der kan bruges til at vurdere usikkerheden i den geologiske eller hydrostratigrafiske model.

I grundvandskortlægningen anvendes den geologiske model som input til grundvandsmodellen. Som konsekvens heraf, kan eventuelle usikkerheder og fejl i den geologiske model videreføres til grundvandsmodellen, og dermed påvirke kvaliteten. Det er derfor vigtigt at identificere og dokumentere eventuelle usikkerheder i de geologiske tolkninger for bedre at vurdere deres potentielle indvirkning på grundvandsmodellen.

Metoden er beskrevet udførligt herunder, idet dokumentation og værktøjet for det foreløbige arbejde ikke er offentliggjort.

Resultatet af dette arbejde er et værktøj, der hjælper med at evaluere, hvor godt de geologiske tolkninger stemmer overens med boringsdata og geofysiske data. En god tilpasning mellem tolkningerne og dataene kan indikere en mere sikker geologisk fortolkning, mens en dårlig tilpasning kan pege på en fejltolkning eller en kompleks geologisk struktur, der ikke er tilstrækkeligt opløst i den geologiske model. Værktøjet vil derfor kunne hjælpe med at identificere områder, hvor tolkningerne virker sikre eller usikre baseret på eksisterende data.

Det er dog vigtigt at understrege, at værktøjet kun vurderer, om de geologiske tolkninger er i overensstemmelse med eksisterende data, og ikke om de er korrekte. Derfor bør resultaterne fra værktøjet altid vurderes kritisk i forhold til anden data, såsom pejledata og vandkemiske data, samt eksisterende viden om de geologiske forhold.

Værktøjet udvikles i QGIS, et open source GIS-software, for at sikre, at det er tilgængeligt for alle. Det analyserer, hvordan de geologiske tolkninger passer med data ved at sammenholde de tolkede geologiske lag med boringernes lithologiske oplysninger fra Jupiter-databasen og de målte modstande i geofysiske data fra GERDA-databasen.

En prototype af værktøjet blev udviklet under delprojektets forløb, men værktøjet er ikke færdigudviklet. Miljøstyrelsen har planer om at fortsætte udviklingen af værktøjet, da værktøjet anses for at have betydelig potentiale. Det forventes, at værktøjet, udover at kunne identificere områder med sikre og usikre tolkninger, også kan anvendes til kvalitetssikring af den geologisk model, og kan levere input til zoneringen af de geologiske lag i grundvandsmodellen. Værktøjet kan derfor bidrage til at øge kvaliteten af den geologiske og hydrologiske model, hvilket i sidste ende vil styrke robustheden af grundvandskortlægningen.

Grundvandskemi som verifikation af sårbare grundvandsdannende områder og til forbedring af den generelle grundvandskortlægning

Formålet med delprojektet omfatter en afklaring af, hvilke forskellige grundvandskemiske parametre og metodikker, der kan anvendes som verificeringsmetode af resultaterne fra grundvandsmodellen, herunder især grundvandsdannelsen.

Resultatet er metodikker der kan inddrages i forbindelse med opstilling og kalibrering af grundvandsmodeller, samt hvordan grundvandskemiske parametre, herunder grundvandsalder, kan anvendes til at vurdere usikkerheder af transporttider beregnet i grundvandsmodeller. Der er udarbejdet 3 notater med hjælp fra COWI og herunder Watson C, NIRAS og Miljøstyrelsen:

1. Grundvandskemisk validering af grundvandsmodeller – Muligheder og begrænsninger (COWI/Watson C)
2. Anvendelse af aldersdatering i grundvandsmodeller – Teori og praktisk implementering (NIRAS)
3. Sammentolkning af kemi og transporttider til vurdering af usikkerhed på de hydrologiske beregninger (Miljøstyrelsen)

De tre notater er beskrevet udførligt herunder, idet notaterne ikke er offentliggjort.

Metoderne beskrevet i notaterne skal testes i forbindelse med kvalitetssikring af de sårbare grundvandsdannende områder og i den generelle kortlægning. Der er dermed ikke tale om fyldestgørende metoder, men metoder der skal testes og diskuteres før de kan anvendes praktisk. Ingen af notaterne belyser, hvor meget usikkerheden evt. kan reduceres hvis forslagene fra notaterne fremadrettet implementeres i grundvandskortlægningen.

Grundvandskemisk validering af grundvandsmodeller – Muligheder og begrænsninger

Notatet skal opfattes som et idékatalog, hvor muligheder og begrænsninger for grundvandskemisk validering af grundvandsmodelberegninger undersøges. Det er på den baggrund forventningen, at rapporten kan tjene som inspiration ved fastlæggelse af specifikke undersøgelser og udredninger efterfølgende. Der er således ikke tale om en fyldestgørende gennemgang af relevante danske og udenlandske referencer inden for området, hvilket heller ikke har været formålet med udarbejdelsen af notatet. I notatet gennemgås metoder til aldersdatering af grundvand, hvordan redoxforhold kan anvendes som aldersindikator, aldersindikator i kalkmagasiner, samt miljøfremmede stoffer som aldersindikator.

Ved kemisk tolkning af grundvandsalder er der væsentlig forskel på, hvorvidt tolkningen udføres på grundvandsprøver fra moniteringsboringer eller aktive vandindvindingsboringer. I moniteringsboringer fås en grundvandsalder svarende til et vægtet gennemsnit for boringens indtagsdybde. Især moniteringsboringer med korte indtag giver derfor en veldefineret grundvandsalder. I aktive vandindvindingsboringer repræsenterer en grundvandsprøve derimod en vægtet gennemsnitsalder af en blanding af grundvand fra et større volumen af grundvandsmagasinet. Her kan aldersdateringer anvendes til at kontrollere grundvandsmodelberegnede aldersfordelinger, hvorved større unøjagtigheder, som f.eks. tilknytning af en boring til det forkerte grundvandsmagasin i modellen, kan afsløres.

Afslutningsvis opstiller notatet en række forhold, som er relevante at arbejde videre med og teste i forhold til at nedbringe usikkerheder i grundvandsmodeller.

Anvendelse af aldersdatering i grundvandsmodeller

Notatet belyser, hvorledes grundvandskemiske data kan indarbejdes i grundvandsmodeller som kalibreringsdatasæt eller supplerende datasæt til reduktion af modellens usikkerheder på prædiktioner. Specielt med fokus på bestemmelse af grundvandsdannelse og grundvandsdannende områder. Notatet tager udgangspunkt i et litteratur-review, hvor kendte metoder bliver gennemgået. Derefter ses der på, hvordan disse metoder kan bringes i anvendelse i forbindelse med den danske grundvandskortlægning. Der har både været fokus på muligheder og begrænsninger, således at der kan opnås et objektivt billede på de faktiske muligheder. I notatet gennemgås metoder til anvendelse af aldersdata i grundvandsmodeller, metoder til simulering af transporttider og alder i grundvandsmodeller samt geologisk kompleksitet og påvirkninger på modelsimuleringer.

I notatet er der givet forskellige eksempler på, hvordan grundvandskemiske data kan indarbejdes i grundvandsmodeller samt hvordan grundvandsmodeller kan anvendes til analyser af sårbarheden over for tilstrømning af yngre vand til grundvandsmagasiner. Deciderede aldersdateringer kan vise sig at være vanskelige at anvende direkte. Dette skyldes dels de skalaer, som henholdsvis modeller og grundvandskemiske analyser repræsenterer. Da de enkelte aldersdateringer også kun er repræsentative for en given tidsperiode, kan det være vanskeligt at sammenligne direkte med simuleringer af f.eks. alderskoncentrationen. Konklusionen må derfor i stedet være, at det er mere fordelagtigt at lave en direkte simulering af koncentrationen af et givent sporstof frem for at forsøge at omsætte dette til en alder. Grundvandskemiske data er også mere følsomme over for lokale processer end f.eks. trykniveauer. Dette kan f.eks. være utætte boringer eller den opblanding, der sker lokalt omkring boringen som følge af oppumpningen. Sådanne effekter kan ikke indarbejdes i standardopsætninger af grundvandsmodellen, og sådanne effekter skal vurderes i en præprocessering, inden data anvendes i modellen.

Sammentolkning af kemi og transporttider til vurdering af usikkerhed på de hydrologiske beregninger

Formålet med dette notat er at undersøge, om inddragelse af grundvandskemiske parametre kan anvendes til at vurdere usikkerheder af transporttider beregnet i grundvandsmodeller.

Til dette formål er der afprøvet to forskellige metoder, som begge tager udgangspunkt i alderen af de simulerede grundvandsdannende partikler til indvindingsboringerne fra grundvandsmodellen for Fyn, samt udvalgte grundvandskemiske parametre fra samme boring.

Metoderne kan overordnet afklare, om grundvandskemien i boringer stemmer nogenlunde overens med de beregnede transporttider for de pågældende boringer eller om der f.eks. er deciderede fejl i modellen, fx at en boring er tilknyttet et forkert grundvandsmagasin.

Dog kan metoderne ikke afklare, hvor stor usikkerheden er eller hvad uoverensstemmelsen mellem grundvandskemien og de beregnede transporttider skyldes. Uoverensstemmelsen kan skyldes flere forhold, f.eks. fejl i den geologiske – eller hydrologiske model eller boringens beskaffenhed. Grundvandskortlægningen har ikke færdigudviklet metoderne, så de skal gennemarbejdes noget mere og testes i flere kortlægningsprojekter, før de kan blive anvendt generelt i Grundvandskortlægningen. Der er også et behov for at forstå de anvendte aldersdateringsmetoder bedre for at være sikker på, at alderen fra aldersdateringen bliver brugt rigtigt. Afslutningsvis gøres der rede for forbedringsforslag til metoderne, spørgsmål til metoderne samt alternative metoder, som kan inddrages.

Terrænnær geofysik - Metodekatalog

Formålet for denne delleverance var at identificere geofysiske metoder, der kunne være gavnlige for grundvandskortlægning i forbindelse med identificering af sårbare grundvandsdannende områder. Endvidere at have fokus på metodernes styrker og svagheder.

Resultatet er blevet en håndbog, der dækker eksisterende metoder, der anvendes eller kunne anvendes til grundvandskortlægning i Danmark. Håndbogen giver en omfattende oversigt over de geofysiske metoder og datatyper, der er tilgængelige, og hjælper dermed med at træffe informerede beslutninger om valg af den mest hensigtsmæssige metode til specifikke projekter. Desuden kan håndbogen bruges af geologer til vurdering af troværdigheden af de forskellige datatyper og modeltyper. Den kan dermed bidrage til mere troværdige geologiske og hydrostratigrafiske modeller. Det foreslås, at håndbogen løbende opdateres med nye metoder.

Terrænnær Geofysik i Grundvandskortlægningen: Metodekatalog